Hydraulic evaluation of sprinkler irrigation network using Water Gems software (Case study of Sarein county)

Salimi Tutunsiz, Mehdi (2020) Hydraulic evaluation of sprinkler irrigation network using Water Gems software (Case study of Sarein county). Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
108.pdf

Download (2MB)

Abstract

Research Aim: Increasing population growth in recent years along with increasing urbanization has increased the need for water. Due to the fact that about 70% of the country's renewable water resources are used for various purposes, if the use of water continues in the same way, it will cause water shortage problems in the coming years. Accordingly, the use of appropriate irrigation systems can reduce water losses and lead to optimal use of water in the irrigation process. Knowledge of the hydraulic behavior of sprinkler irrigation networks is very important for proper management, increased production and user satisfaction with the system. In principle, the hydraulic behavior of the system is based on speed, system flow and pressure. Comparing the performance of the initial irrigation network forecasts with the reality of the network after several years of operation can meet the management need to improve the network. In fact, due to possible changes in the pattern of cultivation and leakage of the irrigation network under pressure, the diameter of the pipe and the power of the pumps will need to be reviewed. Therefore, hydraulic analysis by measuring the actual transfer flow can show the calculation of speed and pressure in the real hydraulic model of sprinkler irrigation system. Sprinkler irrigation network of Yamchi dam downstream of Ardabil plain, which also has sprinkler irrigation system. , Is one of the sprinkler irrigation systems constructed in recent years, which due to the importance of this irrigation network in the agricultural production sector, it is considered appropriate to evaluate this system, so that possible defects in the hydraulic system in case of Identified the existence and considered appropriate solutions to eliminate the defects. Research method: During the operation of the system, the operating pressure was first measured at several points and this was done in several cases of system operation. Two steps were considered for simulation. In the first stage (model calibration stage), the fixed simulation parameters such as Hysenwilliams coefficient of coefficient, coefficient of connection loss, etc. were changed so that the error of the measured and simulated values of operating pressure was changed. Be acceptable in different places. In the second stage (model validation stage), the performed simulation was evaluated. In this step, the hydraulic constant coefficients obtained in the calibration step are assumed to be constant and after the simulation, the error of the measured and simulated pressure values was calculated. With the completion and acceptance of the calibration and validation stage, finally the network was simulated with the discharge, irrigation program and designed conditions of the system. The pressures are extracted at different outputs and finally the system will be evaluated for uniformity of pressure distribution. Findings: The results indicate that the current system, depending on the type of farmer exploitation, does not have a suitable uniformity of pressure distribution in the range of the system that is operating and also the full pumping capacity is not used by the current pump, so using problems Management and presentation of the program for the location of sprinklers, the system was able to work with a more uniform distribution than the current operation mode, as well as a plan to expand the system as a future plan and by maintaining the specifications of the current pumping station as The full capacity of the pump should be used for pumping and changes in some main diameters, providing a suitable levee with the lowest cost and providing an irrigation program to place sprinklers and uniform distribution of pressures in this case were also presented. Conclusion: The results showed a lack of proper pressure distribution between active simultaneous sprinklers. By providing a suitable arrangement for spraying, the system was able to reach a suitable pattern for better pressure distribution and also based on the existing potential of the current pump, a plan to expand the system. To be.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: ارزیابی هیدرولیکی شبکه آبیاری بارانی با استفاده از نرم¬افزار Water Gems (مطالعه موردی شهرستان سرعین)
Persian Abstract: هدف: رشد روز افزون جمعيت در سال¬هاي اخير به همراه افزايش شهرنشيني باعث افزايش نياز به آب شده است. با توجه به اين مسئله که بیشتر از 90 درصد آب کشور در بخش کشاورزی مصرف می¬شود چنانچه استفاده از آب به همين منوال ادامه يابد باعث ايجاد مشکلات کمبود آب در سال¬هاي آتي خواهد بود. براين اساس استفاده از سيستم¬هاي مناسب آبياري مي¬تواند باعث کاهش ميزان تلفات آب شده و منجر به استفاده بهينه از آب در روند آبياري بشود. آگاهي از رفتار هيدروليکي شبکه¬هاي آبياري باراني براي مديريت صحيح، افزايش توليد و رضايت کاربر از سيستم اهميت زيادي دارد. در اصل رفتار هيدروليکي سيستم بر پايه سرعت، دبي سيستم و فشار استوار است. مقايسه عملکرد پيش¬بيني¬هاي طرح اوليه شبکه آبياري باراني با واقعیت شبکه پس از چند سال بهره¬برداري مي¬تواند نياز مديريتي را در اصلاح شبکه برطرف کند. در واقع به دليل تغييرات احتمالي الگوي کشت و نشت شبکه آبياري تحت فشار قطر لوله و توان پمپ¬ها نياز به بازنگري خواهد داشت. لذا تحليل هيدروليکي با اندازه¬گيري دبي واقعي انتقال مي¬تواند محاسبه سرعت و فشار را در مدل هيدروليکي واقعي سيستم آبياري باراني نشان دهد.شبکه آبياري باراني اراضي پاياب سد يامچي واقع در دشت اردبيل که داراي سيستم آبياري تحت فشار باراني نيز مي¬باشد، ازجمله سيستم¬هاي آبياري باراني احداثي در سال¬هاي اخير است که با توجه به اهميت اين شبکه آبياري در بخش توليدات کشاورزي، مناسب ديده مي¬شود که اين سيستم مورد ارزيابي قرارگيرد، تا بتوان تناقض¬هاي احتمالي در امر هيدروليکي سيستم را در صورت وجود شناسايي کرده و راه¬کاري¬هاي مناسب براي رفع نقص¬ها در نظر گرفت. روش‌شناسی پژوهش: در زمان بهره¬برداري سيستم، ابتدا در چندين نقطه فشار کارکرد انداره¬گيري شده و اين کار در چندين مورد بهره¬برداري سيستم انجام گرفت. جهت شبيه-سازي دو مرحله در نظر گرفته شد. در مرحله اول (مرحله واسنجي مدل)، پارامترهاي ثابت شبيه¬سازي از قبيل ضريب¬زبري هيزن¬ويليامز، ضريب مربوط به افت اتصالات و ...، طوري تغيير داده شد که خطاي مقادير اندازه¬گيري شده و شبيه¬سازي شده فشارکارکرد در نقاط مختلف در حد قابل¬قبول گردد. در مرحله دوم (مرحله اعتبارسنجي مدل)، شبيه سازي انجام يافته مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين مرحله ضرايب ثابت هيدروليکي بدست آمده در مرحله واسنجي، ثابت فرض شده و بعد از شبيه¬سازي، خطاي مقادير اندازه¬گيري شده و شبيه¬سازي شده فشار محاسبه شد. با تکميل و قابل¬قبول بودن مرحله واسنجي و اعتبارسنجي، در نهايت اقدام به شبيه¬سازي شبکه با دبي، برنامه آبياري و شرايط طراحي شده سيستم شد. فشارها در خروجي¬هاي مختلف استخراج شده و در نهايت سيستم از نظر يکنواختي توزيع فشار مورد ارزيابي قرار خواهدگرفت. یافته‌ها: مقادیر بدست آمده فشار در سه بلوک اندازه¬گیری، در مراحل واسنجی و اعتبار سنجی برابر 7/4، 7/3 و 15/4 بود که مقادیر اندازه گیری برای این نقاط به ترتیب 67/4، 7/3 و 1/4 بار بود. همچنین یافته¬ها حاکی از آن است که سامانه فعلی برحسب نوع بهره برداری کشاورز دارای یکنواختی مناسب توزیع فشار در محدوده از سامانه که درحال کارکردن است نبوده و همچنین از تمام ظرفیت پمپاژ توسط پمپ فعلی استفاده نمی¬شد، از این رو با استفاده از مسائل مدیریتی و ارائه برنامه جهت جانمایی آبپاش¬ها، سامانه توانست با توزیع یکنواختی مناسب¬تری نسبت به حالت بهره¬برداری فعلی کارکند، برای نشان دادن بهتر این قضیه مقادیر دبی با استفاده از رابطه دبی فشار، برای فشار های بدست آمده استخراج و ضریب یکنواختی و توضیع یکنواختی برای حالت بهره برداری فعلی 71/95= DU و 67/97= CU و برای نوع بهره برداری پیشنهادی 28/97= DU و 68/97= CU بدست آمد. همچنین طرحی برای گسترش سامانه با عنوان طرح آینده در نظر گرفته شده و با ثابت نگه داشتن مشخصات ایستگاه پمپاژ فعلی به صورتی که از تمام ظرفیت پمپ جهت پمپاژ استفاده گردد و تغییراتی در برخی قطرهای اصلی، ارائه آرایش مناسب با کمترین میزان هزینه و ارائه آرایش جایگذاری آبپاش¬ها در نظر گرفته شده، توزیع یکنواختی فشارها در این مورد نیز ارائه گردید. همچنین مقادیر ضریب و توزیع یکنواختی در این مورد نیز به صورت 96/95= DU و 06/97= CU بدست آمد، همچنین مقادیر بدست آمده برای ضریب یکنواختی و توضیع یکنواختی در سه سناریو در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری نداشتند. نتیجه‌گیری: نتایج نشان از عدم توزیع مناسب فشار بین آبپاش¬های هم¬زمان فعال را نشان میداد که با ارئه آرایش مناسب جایگذاری آبپاش¬ها سامانه توانست به یک الگوی مناسب جهت توزیع بهتر فشار رسیده و همچنین براساس پتانسیل موجود پمپ فعلی طرحی برای گسترش سامانه ارائه گردد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Raoof, MajidUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Nikpour, Mohammad RezaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Date Deposited: 20 Jul 2021 03:14
Last Modified: 20 Jul 2021 03:14
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/13252

Actions (login required)

View Item View Item